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北海道大学 2010年 理系 第5問 解説

数学A/確率数学A/場合の数テーマ/場合分け
北海道大学 2010年 理系 第5問 解説

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(1)

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(2)

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蜷梧ァ倥↓縲。縺悟シ輔¥遒コ邇・・縲・ $$ \begin{aligned} \sum_{k=1}^{34} p_{3k-1} &= \sum_{k=1}^{34} \frac{102 - (3k - 1)}{5151} \\ &= \frac{1}{5151} \sum_{k=1}^{34} (103 - 3k) \\ &= \frac{1}{5151} \left( 103 \cdot 34 - 3 \cdot \frac{34 \cdot 35}{2} \right) \\ &= \frac{1}{5151} (3502 - 1785) \\ &= \frac{1717}{5151} \end{aligned} $$ 縺薙%縺ァ縲・1717 = 17 \cdot 101$ 縺ァ縺ゅk縺九i縲・ $$ \frac{1717}{5151} = \frac{17 \cdot 101}{17 \cdot 303} = \frac{101}{303} = \frac{1}{3} $$

蜷梧ァ倥↓縲,縺悟シ輔¥遒コ邇・・縲・ $$ \begin{aligned} \sum_{k=1}^{34} p_{3k} &= \sum_{k=1}^{34} \frac{102 - 3k}{5151} \\ &= \frac{1}{5151} \sum_{k=1}^{34} (102 - 3k) \\ &= \frac{1}{5151} \left( 102 \cdot 34 - 3 \cdot \frac{34 \cdot 35}{2} \right) \\ &= \frac{1}{5151} (3468 - 1785) \\ &= \frac{1683}{5151} \end{aligned} $$ 縺薙%縺ァ縲・1683 = 17 \cdot 99$ 縺ァ縺ゅk縺九i縲・ $$ \frac{1683}{5151} = \frac{17 \cdot 99}{17 \cdot 303} = \frac{99}{303} = \frac{33}{101} $$

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**(2)縺ョ蛻・隗」・域焚蛻励・諤ァ雉ェ繧貞茜逕ィ縺吶k隗」豕包シ・*

(1)繧医j縲・n$ 蝗樒岼縺ォ1譛ャ逶ョ縺ョ蠖薙◆繧翫r蠑輔¥遒コ邇・$p_n$ 縺ッ縲・ $$ p_n = \frac{102 - n}{5151} $$ 縺ァ縺ゅj縲√%繧後・ $n$ 縺ョ1谺。蠑上〒縺ゅk縺溘a縲∵焚蛻・$\{ p_n \}$ 縺ッ遲牙キョ謨ー蛻励r縺ェ縺吶€・

A, B, C 縺・譛ャ逶ョ縺ョ蠖薙◆繧翫r蠑輔¥遒コ邇・r縺昴l縺槭l $P(A), P(B), P(C)$ 縺ィ縺吶k縺ィ縲√◎繧後◇繧後′蠑輔¥蝗樒岼縺ッ隗」豕・縺ィ蜷梧ァ倥〒縺ゅj縲・ $$ \begin{aligned} P(A) &= p_1 + p_4 + \dots + p_{100} \\ P(B) &= p_2 + p_5 + \dots + p_{101} \\ P(C) &= p_3 + p_6 + \dots + p_{102} \end{aligned} $$ 縺薙l繧峨・縺昴l縺槭l鬆・焚 $34$ 縺ョ蜥後〒縺ゅk縲・ 蜷・・・蟾ョ縺ォ豕ィ逶ョ縺吶k縺ィ縲・ $$ p_{3k-2} - p_{3k-1} = \frac{1}{5151} $$ $$ p_{3k-1} - p_{3k} = \frac{1}{5151} $$ 縺ァ縺ゅk縺九i縲・ $$ P(A) - P(B) = \sum_{k=1}^{34} (p_{3k-2} - p_{3k-1}) = 34 \cdot \frac{1}{5151} = \frac{34}{5151} $$ $$ P(B) - P(C) = \sum_{k=1}^{34} (p_{3k-1} - p_{3k}) = 34 \cdot \frac{1}{5151} = \frac{34}{5151} $$ 縺ィ縺ェ繧九€ゅ%繧後・ $P(A), P(B), P(C)$ 繧ゅ%縺ョ鬆・↓遲牙キョ謨ー蛻励r縺ェ縺吶%縺ィ繧呈э蜻ウ縺吶k縲・ 縺励◆縺後▲縺ヲ縲∫ュ牙キョ謨ー蛻励・諤ァ雉ェ繧医j縲・ $$ P(A) + P(C) = 2P(B) $$ 縺梧・繧顔ォ九▽縲・ 縺セ縺溘€・譛ャ逶ョ縺ョ蠖薙◆繧翫¥縺倥・蠢・★隱ー縺九′蠑輔¥縺溘a縲・ $$ P(A) + P(B) + P(C) = 1 $$ 縺ァ縺ゅk縲ゅ%繧後i繧帝€」遶九&縺帙k縺ィ縲・ $$ 3P(B) = 1 \iff P(B) = \frac{1}{3} $$ 縺薙l繧堤畑縺・※ $P(A)$ 縺ィ $P(C)$ 繧呈アゅa繧九€・ $$ \frac{34}{5151} = \frac{2 \cdot 17}{303 \cdot 17} = \frac{2}{303} $$ 縺ァ縺ゅk縺九i縲・ $$ P(A) = P(B) + \frac{2}{303} = \frac{1}{3} + \frac{2}{303} = \frac{101}{303} + \frac{2}{303} = \frac{103}{303} $$ $$ P(C) = P(B) - \frac{2}{303} = \frac{1}{3} - \frac{2}{303} = \frac{101}{303} - \frac{2}{303} = \frac{99}{303} = \frac{33}{101} $$

隗」隱ャ

縺上§繧帝・分縺ォ蠑輔¥蝠城。後〒縺ッ縲∵擅莉カ繧呈コ€縺溘☆蝣エ蜷医r荳€縺、荳€縺、閠・∴繧九h繧翫b縲√≠繧峨°縺倥a蜈ィ縺ヲ縺ョ縺上§繧貞シ輔″蛻・k鬆・・繧・オ・粋縺帙r諠ウ螳壹☆繧九%縺ィ縺ァ縲∬ヲ矩€壹@繧医¥隗」縺上%縺ィ縺後〒縺阪∪縺吶€・ (2)縺ァ縺ッ縲∫「コ邇・r蜥瑚ィ伜捷・・\Sigma$・峨r逕ィ縺・※諢夂峩縺ォ險育ョ励@縺ヲ繧よュ」隗」縺ォ縺溘←繧顔捩縺代∪縺吶′縲・1)縺ァ蠕励i繧後◆遒コ邇・・蠑上′ $n$ 縺ォ髢「縺吶k1谺。蠑上〒縺ゅk縺薙→繧貞茜逕ィ縺吶k縺ィ縲∫ュ牙キョ謨ー蛻励・諤ァ雉ェ縺九i險育ョ鈴㍼繧貞括逧・↓貂帙i縺吶%縺ィ縺後〒縺阪∪縺吶€ゅ%繧後・謨ー蛻励→遒コ邇・′陞榊粋縺励◆蝠城。後↓縺翫>縺ヲ髱槫クク縺ォ譛牙柑縺ェ螳夂浹縺ァ縺吶€・

遲斐∴

(1) $$ \frac{102-n}{5151} \quad (1 \leqq n \leqq 101) $$

(2) A縺悟シ輔¥遒コ邇・シ・$\frac{103}{303}$ B縺悟シ輔¥遒コ邇・シ・$\frac{1}{3}$ C縺悟シ輔¥遒コ邇・シ・$\frac{33}{101}$

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